《汽车发动机原理》 机械工业出版社 主编 吴建华
第一章 发动机的性能
发动机的性能指标主要有：动力性能指标（功率、转矩、转速）、经济性能指标（燃料及润滑油消耗率）、运转性能指标（冷启动性能、噪声和排气品质）
第一节 发动机理论循环
一、三种基本循环 假设：
1）工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同 2）工质是在闭口系统中做封闭循环 3）工质的压缩和膨胀是绝热等熵过程
4）燃烧是外界无数个高温热源等容或等压向工质加热，工质放热为等容放热 5）循环过程是可逆循环
二、循环热效率μt
μt=W/Q1 =( Q1 – Q2 )/ Q1
W工质所做的循环功（J）；Q1 循环加热量（J）；Q2 循环放热量（J）
三、循环平均压力pt
循环平均压力pt（kPa）:单位气缸容积所做的循环功。
pt =W/Vs
Vs是气缸工作容积（L）；
pt 随进气终点压力pde，压缩比εc，初始膨胀比ρo，等熵指数κ和循环热效率的增加而增加。
第二节 四冲程发动机的实际循环
发动机实际循环：进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程 实际循环与理论循环比较： 1、实际工质的影响 2、换气损失
换气损失：为了使循环重复进行，必须更换工质，因此而消耗的功。 3、燃烧损失
1）非瞬时燃烧损失和补燃损失 2）不完全燃烧损失 3）传热损失 4）缸内流动损失 ……
第三节 发动机的指示性能指标
指示性能指标（指示指标）：以工质对活塞所做功为计算基准的指标
一、指示功和平均指示压力
指示功Wi：气缸内完成一个工作循环所得到的有用功 平均指示压力pmi：单位气缸容积一个循环所做的指示功
pmi =Wi/Vs
Vs(L)气缸工作容积；pmi （Pa）；Wi(J)；
Wi= pmi Vs= pmi πD2S/4
D(m)缸径;S(m)活塞行程；
二、指示功率
指示功率Pi：发动机单位时间所做的指示功
Pi= pmi Vs n i /30τ
pmi （MPa），Vs(L)，n(r/min)，Pi（kW）；i气缸数；τ冲程数，四冲程τ=4。
三、指示热效率和指示燃油消耗率
指示热效率ηit：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值
ηit=Wi/Q1
ηit=3.6×103Pi/BHu
Pi(kW)；B(kg/h)每小时燃油消耗量；Hu(kJ/kg)燃料的低热值 指示燃油消耗率bi[g/(kW·h)]：单位指示功的耗油量
bi=B×103/Pi ηit=3.6×106 /Hu bi
第四节 发动机的有效性能指标
有效性能指标（有效指标）：以曲轴输出功为计算基准的指标 一、发动机动力性指标 1.有效功和有效功率
有效功We：每循环曲轴输出的单杠功量 实际机械损失功Wm
We=Wi-Wm Pe=Pi-Pm
2.有效转矩
Pe=Ttq n/9550
Pe(kW)；Ttq(N·m)；n(r/min) 3.平均有效压力
平均有效压力pme(MPa)：发动机单位气缸工作容积输出的有效功
Pe= pme Vs n i /30τ= Ttq n/9550
二、发动机经济性指标 1.有效热效率
有效热效率ηet：实际循环的有效功与所消耗的热量的比值
ηet=We/Q1
ηet=3.6×103Pe/BHu
2.有效燃油消耗率be[g/(kW·h)]
be=B×103/Pe
ηet=3.6×106 /Hu be
第五节 机械损失与机械效率
一、机械效率
机械效率ηm：有效功率与指示功率的比值
ηm=Pe/Pi ηet=ηitηm
二、机械损失的测定
示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法
第六节 热平衡
一、发动机所耗燃油的热量QT(kJ/h)
QT=BHu
二、转化为有效功的热量QE(kJ/h) 三、传递给冷却介质的热量QS(kJ/h) 四、废气带走的热量QR(kJ/h)
五、燃料不完全燃烧热损失QB(kJ/h) 六、其他热量损失QL(kJ/h)
QT =QE+QS+QR+QB+QL
第二章 发动机的换气过程 第一节 四冲程发动机的换气过程
一、换气过程
自由排气、强制排气、进气、燃烧室扫气 1.自由排气阶段
自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近与排气管压力的时期 排气提前角：从排气门打开到下止点的曲轴转角 2.强制排气阶段
排气迟闭角：从上止点到排气门完全关闭的曲轴转角 3.进气过程
进气门在上止点之前打开，在下止点之后关闭 4.气门重叠和燃烧室扫气
气门重叠：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，存在进、排气门同时打开的现象 作用：可以利用气流的压差和惯性清除残余废气。
二、排气损失
排气损失:从排气门提前打开，知道进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失。
分：自由排气损失W，强制排气损失Y
三、进气损失
进气损失X：由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力。 换气损失：进气损失与排气损失的和。（W+X+Y） 泵气损失(X+Y-u)
第二节 四冲程发动机的充量系数
充量系数Φc：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。
第五章 柴油机混合气的形成与燃烧
柴油机具有热效率高、可靠性好、排气污染少、较大功率范围内的适应性等优点。
第一节 燃油的喷射与雾化
一、喷油系统
1.对喷油系统的要求
喷油系统作用：定时、定量并按一定规律向柴油机各缸供给高压燃油。 要求：
1）能产生足够高的喷油压力。 2）实现要求的喷油规律
3）根据柴油机运转工况，精确控制每个循环的喷油量，并自动调节 4）避免出现异常喷射现象 2.喷油系统工作原理
直列柱塞式喷油泵燃油供给系统、分配式喷油泵燃油供给系统。
油箱→油水分离器→输油泵→燃油滤清器→喷油泵→喷油器→燃烧/油箱 3.喷油泵 4.喷油器
作用：将喷油泵供给的高压燃油喷入柴油机燃烧室内，使燃油雾化成微细的油粒。 孔式喷油器、轴针式喷油器
二、喷射与雾化
燃油喷射特性：喷油特性、喷雾特性。 1.喷射过程
喷射过程：从喷油泵开始供油知道喷油器停止喷油的过程 三阶段：
（1）喷射延迟阶段
从喷油泵的柱塞顶封闭，进回油孔的理论供油始点起到喷油器的针阀开始升起（喷油始点）为止。
喷油延迟角：供油提前角与喷油提前角的差。 （2）主喷射阶段
从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降为止。 （3）喷油结束阶段
从喷油器端压力开始急剧下降到针阀落座停止喷油为止。 该阶段应该干脆、迅速。 2.供油规律与喷油规律
供油速率：单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油泵供入高压油路中的燃油量。 喷油速率：单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油器喷入燃烧室内的燃油量 供油规律：供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系 喷油规律：指喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系 两种规律的差别原因：